ビールの香り：その ‘構造’ を解き明かす
アサヒビール株式会社 岸本 徹
2018年12月5日
第362回 日本分析化学会 ガスクロマトグラフィー研究会 特別講演会
原著論文
要旨：参考文献 No.16
16）Kishimoto, T.; Noba, S.; Yako, N.; Kobayashi, M.; Watanabe, T. Simulation of Pilsner-type beer aroma using 76 odor-active compounds. J. Biosci. Bioeng., 2018, 126, 330-338.
醸造工程での制御
特徴を構成する成分
香りの構造
目的：
1
ststep ：
寄与の高い主要香気成分の選定
2
ndstep：
“麦芽/穀物” に寄与する成分の探索
3
rdstep：
単独で寄与しない香気成分群の相乗効果
Contents
Japanese Pilsner-Type Beer
Reference Beer
Alcohol: 5.2% (v/v)
Normal Bitterness (20.0 B.U.)
( without hoppy aroma )
寄与成分
GC-Olfactometry（GC-O）強度
<References>
(1) Grosch, W. : Chem. Senses 2001, 26, 533-545.
(2) Grosch, W. : Food Science and Technology, Handbook of Food Analysis; 2004.
(3) Schieberle, P. : Characterization of Food: Emerging Methods; Goankar, A., Ed.; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 1995; pp 403-431.
(4) Mayol, A. R.; Acree, T. E. ACS Symp. Ser. 2001, No. 782, 1-10. (5) Blank, I. Food Sci. Technol. 2002, 115, 297-331.
<References>
(1) Schieberle, P. Z. Lebensm.Unters. Forsch. 1991, 193, 558-565. (2) Meilgaard, M. Tech. Q. Master Brew. Assoc.Am. 1975, 12, 151-168.
(3) Gijs, L.; Chevance, F.; Jerkovic, V.; Collin, S. J. Agric. Food. Chem. 2002, 50, 5612-5616. (4) Fritsch, H. T.; Schieberle, P. J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 7544–7551.
Odor Activity Value (OAV)
=
濃度／閾値
高OAV 25成分の選定
と再構築モデルの作製
=
25成分を選定
化合物による再構築モデル
OAVsによる
主要成分選定
GC-Oによるスクリーニング
Group A
1
st
step
Solvent Assisted Flavor Evaporation (SAFE) ジクロロメタンによる抽出
1 ml
1 ml へ濃縮（Kuderna–Danish concentrator）= extract P
500 ml reference beer
香気抽出液
GC-O 解析のための香気抽出
SAFE蒸溜液
Artifactを生成させないために 低沸点物質を損失させないためにIdentification of compounds :
- Odor qualities,
- Kovats Retention Indices,
- Mass Spectra
with those of authentic compounds on DB-WAX
Pre-screening of
38 odorants
with higher intensities
200℃
高沸点化合物の寄与度（例：バニリン等） GC oven 40℃ ↓ 230℃強度評価
ビールの飲用温度は
4℃~10℃
一方でProf. Dr. Peter Schieberle から言われたこと
「GC-O の結果(強度)は
厳密な寄与度ではない！
」
「GC-Oはあくまでも香気のスクリーニング手段である」
=
38成分を予備スクリーニング
=
25成分を選定
化合物による再構築
OAVsによる
主要成分選定
GC-Oによるスクリーニング
Group A
1
st
step
2-Phenylethyl alcohol, 3-Methyl-1-butanol, γ -Nonalactone, Sotolon, Furaneol, 1-Octen-3-one, Isoamyl acetate, (R)-Linalool, 4-Vinylguaiacol, 2-Sulfanyl-3-methyl-1-butanol, 3-Sulfanylhexyl acetate, (E)-2-Nonenal, 3-Sulfanyl-1-hexanol, Ethyl hexanoate, Ethyl acetate, (E)-β-Damascenone, Methional, Methionol, Ethyl octanoate, 3-Methylbutanal, 2-Aminoacetophenone, 2-Methyl-3-furanthiol, Geraniol, 3-Methylbutanoic acid, (Z)-1,5-Octadien-3-one, Ethyl-3-phenylpropionate, Raspberry ketone, Butanoic acid, Ethyl 3-methylbutanoate, Ethyl butanoate, Ethyl 2-methylbutanoate, Homofuraneol, 2-Acetyl-1-pyrroline, Ethyl 2-methylpropanoate, 2-Phenylethyl acetate, Phenylacetaldehyde, trans-4,5-Epoxy-(E)-2-decenal, Vanillin
38 Odorants
2-Phenylethyl alcohol, 3-Methyl-1-butanol, γ -Nonalactone, Sotolon, Furaneol, 1-Octen-3-one, Isoamyl acetate, (R)-Linalool, 4-Vinylguaiacol, 2-Sulfanyl-3-methyl-1-butanol, 3-Sulfanylhexyl acetate, (E)-2-Nonenal, 3-Sulfanyl-1-hexanol, Ethyl hexanoate, Ethyl acetate, (E)-β-Damascenone, Methional, Methionol, Ethyl octanoate, 3-Methylbutanal, 2-Aminoacetophenone, 2-Methyl-3-furanthiol, Geraniol, 3-Methylbutanoic acid, (Z)-1,5-Octadien-3-one, Ethyl-3-phenylpropionate, Raspberry ketone, Butanoic acid, Ethyl 3-methylbutanoate, Ethyl butanoate, Ethyl 2-methylbutanoate, Homofuraneol, 2-Acetyl-1-pyrroline, Ethyl 2-methylpropanoate, 2-Phenylethyl acetate, Phenylacetaldehyde, trans-4,5-Epoxy-(E)-2-decenal, Vanillin
(OAVs: 3.58 ～0.35)
Concentration of 9 odorants exceeded OAV of 1.0
官能評価（対照ビールとの比較）
・5.2%(v/v) エタノール
・炭酸ガス (0.20MPa)
・pH4.1に調整（リン酸）
・ビール中に存在する濃度で再構築
1
stdiscussion:
The significant aroma characteristics
to be
improved
, compared to the reference beer.
Sensory Evaluation of Aroma Simulation Models
(using
25 odorants with higher OAVs
)
The model lacked basic structure of beer, remarkably ・ the malty/cereal characterstics
・ estery flavor
・ thickness (the total amount of aroma) and
再構築モデルの官能評価
０＝対照ビール
thickness (amount of aroma)
結果
不足
不足
不足
2-phenylethyl alcohol (OAV=3.58) 3-methyl-1-butanol ( =3.55) methionol ( =0.59)
Group A (25 odorants with higher OAVs) 再構築モデル
thickness
高OAVs香気
による寄与
Total Similarity
The total similarity was evaluated and discussed by panelists, 0 20 40 60 80 100 total similarity (%) 30% group A (25 odorants)
As per the result of the evaluation and discussion, the similarity of the model using group A was set at 30 %.
The model lacked basic structure of beer.
reference beer aroma
まとめ(1)
Group A（25成分・高OAV）再構築モデル
欠損した特徴 “malty/cereal”
に寄与する成分の探索
2
nd
step
group A
再構築モデルに
（麦芽/穀物）
（夢・希望：添加すると改善するのではないか？）蒸留（SAFE） CH2Cl2による抽出 濃縮（Kuderna–Danish concentrator ）
= Extract Q
10 ml
香気抽出液
SAFE蒸溜液
2.5 L of reference beer
“麦芽/穀物” に寄与する香気の画分
1.0 mlへ濃縮
(アミノプロピル基修飾)Extract Q
(1画分＝ 500 mlCH
2Cl
2 / メタノール） No.Q-1 100:0 70:1 Q-2 Q-3 50:1 Q-4 40:1 Q-5 30:1 Q-6 20:1 Q-7 10:1 Q-8 10:1“麦芽/穀物” に寄与する香気の画分
分画
GC-Oによる解析
画分
特徴
No.Q-4
(DCM:MeOH =40:1)穀物, ナッツ, アーモンド,
弱い土様香気
No.Q-6
(DCM:MeOH =20:1)カラメル, 焦げた糖,甘コゲ
“麦芽/穀物” に寄与する香気の画分
GC-O解析結果（Q-4 and Q-6）
- 高強度（in GC-O解析）
- 香調：麦芽、穀物、カラメル様、焦げ
た糖、甘い焦げた
- Group A に未だ含まれていない
“麦芽/穀物” に寄与する香気
香気成分 の 選定
Group B
24
特徴
24香気成分
ingroup B
2-Methylbutanal,
3-Methyl-2-butene-1-thiol,
2-Acetyl-1-pyrroline, 2,3,5-Trimethylpyrazine,
2-Sulfanylethyl acetate, Furfural,
2-Ethyl-3,5(6)-dimethylpyrazine,
Benzaldehyde,
Benzyl mercaptan,
g
-Hexalactone, Cyclotene,
Guaiacol,
Ethyl
3-phenylpropionate,
g
-Octalactone, Maltol, Homofuraneol, Ethyl
cinnamate, Maple furanone, 4-Vinylphenol,
Indole,
3-Methylindole,
Vanillin,
3-Phenylpropionic acid, Raspberry ketone
24香気（Group B）の それぞれを
香気化合物の添加
- -
＋
3点識別試験
単独での寄与（Group B 香気）
対照ビールに添加
・ 単独で、ビール中と同じ濃度で
いずれの24香気も
有意に識別されず
（単独でビールの特徴には寄与しない）
官能評価結果
thickness (amount of aroma) 不足 不足 不足group A+B（49香気成分）
香調改善せず
0 20 40 60 80 100 total similarity (%) 対照ビール＝100% 30% group A (25 odorants) group A+B (49 odorants) 29.4% total similarity
官能評価結果
類似度評価：
group A+B（49香気成分）
まとめ(2)
Group A（25成分）再構築モデル ・欠如：ビールの基本的な骨格、香りの厚み(総量)、 類似度 Group B（24成分）の添加 特徴 - 単独の寄与無し - 香調：麦芽、穀物、カラメル様、焦げた糖、甘い焦げた Group C（27成分）の添加 ⇒ 改善されず 特徴 - GC-Oでの強度低い、単独の寄与無し - ビール香気の骨格を想起させる香調なし Group C（27成分）の添加 ⇒ 改善されず 特徴 - GC-Oでの強度低い、単独の寄与無し - ビール香気の骨格を想起させる香調なし⇒
改善されず
1st step ： 『高OAV主要骨格香気成分 の選定』
= Extract P（whole beer aroma）のGC-O解析 2nd step： 『 “麦芽/穀物” に寄与する成分の探索』
= Extract Q (whole beer aroma ) の８分画物のGC-O
全 76香気
group C
27香気
group A（高OAVs）
group B（“麦芽/穀物”）
25香気
24香気
3rd step
Ethyl propionate, Ethyl 2-methylpropanoate, 2,3-Butanedione, Ethyl butanoate, 2,3-Pentanedione, Ethyl 2-methylbutanoate, Ethyl 3-methylbutanoate, Hexanal, 2-Methyl-1-propanol, Ethyl 4-methylpentanoate, Dimethyl trisulfide, Decanal, (E,E)-2,4-Heptadienal, (E,Z)-2,6-Nonadienal, Butanoic acid, Phenylacetaldehyde, 3-Sulfanyl-3-methyl-1-butanol, Citronellol, (E,E)-2,4-Decadienal, 2-Phenylethyl acetate, Hexanoic acid,
b-Ionone, trans-4,5-Epoxy-(E)-2-decenal, Octanoic acid, Decanoic acid, 9-Decenoic acid, Phenylacetic acid,
正確な定量
香気化合物の添加
- -
＋
3点識別試験
単独での寄与（Group C 香気）
27香気（Group C）の それぞれを
対照ビールに添加
・ 単独で、ビール中と同じ濃度で
単独での寄与（Group C 香気）
いずれの27香気も
有意に識別されず
27 Odorants in Group C
- 低強度 in GC-O analysis,
- 単独の寄与はない
- ビールの香りを想起させる香調ではない
特徴
group A+C（52香気成分）
香調改善せず
官能評価結果
thickness (amount of aroma)0 20 40 60 80 100 total similarity (%) 対照ビール＝100% 30%
官能評価結果
group A (25 odorants) group A+B (49 odorants) group A+C (52 odorants) 29.4% 32.1% total similarity
類似度評価：group A+C（52香気成分）
まとめ(3)
Group A（25成分）再構築モデル ・欠如：ビールの基本的な骨格、香りの厚み(総量)、 類似度 Group B（24成分）の添加⇒
改善されず
特徴 - 単独の寄与無し - 香調：麦芽、穀物、カラメル様、焦げた糖、甘い焦げた Group C（27成分）の添加 特徴 - GC-Oで低強度、単独の寄与無し - ビールの香りを想起させる香調無し Group C（27成分）の添加 ⇒ 改善されず 特徴 - GC-Oでの強度低い、単独の寄与無し - ビール香気の骨格を想起させる香調なし⇒
改善されず
（単独で寄与しない成分群『B+C』の相乗寄与）
Final Step
of the Current Research
Group A + B + C
group A+B+C（76 香気成分）
官能評価結果
大幅な改善
thickness (amount of aroma)
0 20 40 60 80 100 total similarity (%) 30%
